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大中型电动机。绕线转子绕组与定子绕组一样,也是由对称三相绕组构成,一般接成星形联结,三根引出线分别接到与转轴绝缘的三个滑环(又称集电环)上,通过电刷装置可与外电组或其他控制器相连接,以改善电动机的启动性能和调速性能。为了减少电刷与集电环的磨损,中等容量以上的绕线转子电动机装有举刷装置,电动机启动后,可将电刷提起,同时将三个集电环短接。
(3)转轴 转轴一般用中碳钢制成,转子铁心套在转轴上或通过压圈套在轴上,它支持着转子,使转子在定子内腔均匀地旋转,并传导三相电动机所输出的转矩。
3、气隙
如同其他旋转电机一样,异步电机的定子与转子之间必须有一气隙。由于气隙是电机磁路的一部分,气隙的大小对异步电动机的运行性能有很大影响。气隙越大,磁阻越大,要产生同样大小的旋转磁场,就需要较大的励磁电流,从而使异步电动机的功率因素下降。为了提高功率因素,气隙应尽可能的小。但是的最小值常由制造工艺和运行安全可靠性等因素决定。从减少附加损耗并减少高次谐波磁通势产生的磁通来看,气隙稍大一点也有其有利的一面。但总的来说,异步电动机的气隙比同步电机的小得多,在中小型异步电动机中,气隙大约为0,2mm~1.5mm。
2.2三相异步电动机的铭牌数据与主要系列
每台电动机的外壳上都应有一块铭牌,铭牌上标出这台电动机额定值及其他必要事项。
1、三相异步电动机的铭牌额定数据
(1)型号 Y系列国产三相异步电动机型号是按国际电工委员会IEC标准设计生产的新系列三相电动机,它是以电动机中心高为依据编制型号谱的,如:“Y180M-2”—Y:异步电动机;180:中心高 180mm;M:中机座(L-长机座,S-短机座);2:2极。
(2)额定功率 指电动车在额定运行时,轴端输出的机械功率,单位为瓦(W)或千瓦(KW)。
(3)额定电压 指电动机在额定运行时,加在定子绕组上的线电压,单位为伏(V)。如果铭牌上标有两个电压数据,如220V/380V,表示电动机定子绕
组在两种不同联结时的线电压。
(4)额定电流 指电动机在额定电压下,轴端输出额定功率时,定子绕组中的线电流,单位为安(A)。如果铭牌上标有两个电流数据,表示的定子绕组在两种不同联结时的输入电流。
(5)额定频率 指输入交流电(即电网)的频率,我国规定的电网频率为
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50HZ,除出口电动机(多为60HZ)外,国内用的异步电动机的额定频率都是50HZ。
(6)额定转速 指电动机在额定频率、额定电压下,且轴端输出的额定功率时,转子每分钟的转速,单位为转/分(r/min)。
(7)额定功率因数 指电动机额定运行时,定子相电压与相电流之间的相位差。
(8)额定效率 指电动机在额定运行时的效率。
(9)绝缘等级 指电动机在额定运行时,绕组允许的温度升高值(即绕组的温度比周围空气稳定高出的数值)。允许温升的高低取决于电动机使用的绝缘材料。绝缘材料的耐热等级见表2-1,也有些电动机制造厂在铭牌上直接给出电动机的允许温升。
表2-1 绝缘材料的耐热等级 耐热等级 最高工作温度(℃) Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 C >180 (10)标准符号 至电动机产品按这个标准生产,技术数据能表达到这个标准的要求。
(11)工作制或定额 指三相电动机的运行状态,即允许连续使用的时间,分为连续、短时、断续周期三种。连续工作制(S1)的电动机在铭牌规定的额定负数范围内允许长期连续使用。短时工作制(S2)的电动机在铭牌规定的条件下,只能在规定的时间内短时运行,短时运行的持续时间标准有四种:10min、30min、60min及90min,达到规定的时间后必须停机,待三相电动机完全冷却后才可以开机运行。断续周期工作制(S3)的电动机在铭牌规定的额定值下只能周期性使用,断续运行常以负载持续率百分数表示,标准负载持续率分为四种:15%、25%、40%、60%,每周期为10min。
(12)联结 指三相电动机定子绕组的六根引出线头的接线方式,即接成 Y还是△。接线时必须注意电动机电压、电流、联结三者之间的关系。 2、异步电动机的主要系列
我国生产的异步电动机种类很多,主要系列产品有:
Y系列为小型笼型全封闭的自冷式三相异步电动机,取代老产品J02系列。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械和农业机械等,也可用于拖动静止负载或惯性负载较大的机械,如压缩机、传送带、锤击机、粉碎机、小型起重机和运输机械等。额定电压为380V,功率范围为0.55~90kw,同步转速为750~3000r/min,外壳防护型式为IP44、B级绝缘。
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J2、J02和J02-L系列为小型鼠笼式三相异步电动机。其中,J2是防护式结构,J02、J02-L(铝)是封闭式结构,额定电压为380V,同步转速为600~300r/min采用E级绝缘。
JQ2和JQ02系列是高起动转矩异步电动机,用于起动静止负载或惯性负载较大的机械上。JQ2是防护式,JQ02是封闭式。
JD2和JD02系列是从J2、JQ02系列派生出来的,为防护式和封闭式多速笼型异步电动机,主要用于机床和起重设备中需多种速度的传动装置。
JN系列是中型防护式笼型异步电动机。 其他类型异步电动机可参阅产品目录。
2.3三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的定子装有三相对称绕组,当接至三相交流电源时,流入定子绕组的三相对称电流在电机的气隙内产生一个以同步转速n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内,两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时,转子导条切割磁力线产生感应电动势,其方向可用右手定则来判别。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面,下半部导体中的电动势方向都是穿出纸面。
在转子回路闭合的情况下,转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感,那么电流的方向与电动势的方向相同。
三相对称的绕组通过三相对称的电流产生旋转的磁场,其转速即为同步速n1=60f/p;转子直流励磁产生固定磁极;辅助电动机起动转子旋转,当转子转速接近同步n1时,其异性磁极就被旋转磁场拉住,即定子旋转磁场就拖着固定磁场(转子)以转速n(n 转差率(s):同步转速n1和电动机转子转速n之差与同步转速n1的比值。转差s是异步电动机的一个非常重要的变量。当负载变化时,转子的转差率s也随之变化,通常异步电动机额定负载时的转差率2%~6%左右。 其实,异步电机有三种运行状态:(a)电动机运行;(b)发电机运行;(c)电磁制动运行。具体如下: (a)电动机状态(0 (b)发电机状态(s<0):原动机械动转子以n(n 8 南昌大学共青学院毕业设计 (c)电磁制动状态(s>1):转子逆着磁场方向旋转(n<0),电机既从电网吸收电功率又从轴上吸收机械功率,消耗在电机内部。 2.4 三相异步电动机的机械特性和工作特性 1、三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的机械特性是指电动机转速n与电磁转矩M之间的函数关系,即n=f(M)。 2、三相异步电动机的工作特性 三相异步电动机的工作特性是指在电动机的定子侧加额定电压,电压的频率又为额定值时,电动机的转速、定子电流、功率因数、电磁转矩、效率等与输出功率的关系。电机空载时,随着输出功率的增加,效率也增加,当铁损耗与机械损耗之和等于定、转子铜损耗之和时,电动机的效率达到最大。但当负载继续增大时,效率反而降低。一般来说,电动机的容量越大,效率越高。电动机运行是必须吸取滞后无功功率,其功率因素总小于1。空载时,功率因数很低,不超过0.2。当负载增大时,定子电流中的有功电流增加,使功率因数提高,额定负载时最高,如负载再增大,功率因数又反而减少。 9

